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利用杠桿展開相關實驗探究

 發布時間：2021-08-14 11:08:13

① 杠桿平衡條件的實驗研究用了物理學中的什麼研究方法

控制變數法

② 回顧實驗和探究：（1）在探究「杠桿平衡條件」時： 研究課題 杠桿平衡

（1）實驗器材：除了鐵架台、杠桿、細線外，還需要鉤碼；
實驗步驟：1、實驗時，先調節橫梁兩端的平衡螺母，使杠桿平衡；
2、在杠桿兩端加掛鉤碼，並調節位置，使杠桿平衡；
實驗結論：杠桿平衡時：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
（2）由表中實驗數據可知：同種物質質量與體積之比是一定的，不同物質的質量與體積的比值一般不同．
（3）讓小車每次都從斜面同一位置由靜止自由滑下，先後滑到毛巾、棉布、木板表面．
小車在木板上受到的阻力最小，小車運動狀態最難改變．
故答案為：（1）鉤碼；平衡螺母；鉤碼；動力×動力臂=阻力×阻力臂．
（2）同種物質質量與體積之比是一定的，不同物質的質量與體積的比值一般不同．
（3）同一；木板．

③ 杠桿原理使用什麼研究方法

D 普通物理實驗一般都是實驗探究.

④ 小明所在的小組利用杠桿做了兩個小實驗：A：「探究杠桿的平衡條件」（1）他們把杠桿中點置於支點上，發現

A、（1）杠桿的左端低右端高，他應該把杠桿兩端的平衡螺母向右調節，使杠桿在水平位置上靜止，力臂在杠桿上，便於測出力臂大小．
（2）只有一次實驗總結實驗結論是不合理的，一次實驗很具有偶然性，要多進行幾次實驗，避免偶然性；
（3）由圖2可知，彈簧的拉力與杠桿不垂直，不能直接從杠桿上讀取力臂，由圖3所示可知，彈簧拉力與杠桿垂直，力的作用點到支點的距離就是力臂，可以直接從杠桿上讀取力臂，方便實驗操作，因此實驗時採用圖3所示實驗方案．
（4）支點不在杠桿的中點，由於杠桿自身重力的影響，所測量的拉力變大，因此測出的拉力大小與杠桿平衡條件不相符．
B、（1）有用功為W有=Gh2=2mgh2，總功W總=F1h1，則機械效率的表達式η=

W有用
W總
×100%=
2mgh2
F1h1
×100%．
（2）鉤碼的懸掛點在B點時，由杠杠的平衡條件得F1?OA=G?OB；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得F2?OA=G?OC；從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計的示數變大，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等於額外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計做的功將小於第一次做的功．
（3）因為第一次與第二次的有用功相等，並且第二次的額外功小，因為機械效率等於有用功與總功的比值，因此第一次的機械效率小於第二次的機械效率；
將3隻鉤碼懸掛在C點時，物體升高的高度不變，物重增加，由W有=Gh2可得，有用功變大，但杠桿提升的高度與第二次相同，額外功與第二次相同，又因為機械效率等於有用功與總功的比值，因此第三次的機械效率大於第二次的機械效率．綜上所述，第三次的機械效率最大．
故答案為：A、（1）右；便於測量力臂；（2）只進行一次實驗就得出結論，實驗結論不具有普遍性；（3）3；便於從杠桿上直接測量力臂；（4）自重；
B、（1）
2mgh2
F1h1
×100%；（2）大於；小於；（3）最大．

⑤ 如圖是小明利用刻度均勻的勻質杠桿進行探究「杠桿的平衡條件」實驗．（每個鉤碼重0.5N） （1）實驗前，

（1）左；（2）3；0.75；變大

⑥ 在「探究杠桿平衡條件」實驗中，利用在杠桿兩端掛鉤碼的方法做實驗，實驗裝置如圖所示． （1）調節杠

解：（1）杠桿右端下沉，左端上翹，應將平衡螺母向左端移動；
（2）實驗時仍然使杠桿在水平位置平衡，這樣更容易測量力臂；
（3）表格通過3組數據進行分析，得出了杠桿的平衡條件，所以結論應具有普遍性；
（4）若兩端都用鉤碼，則需不斷調節鉤碼的位置及數量使杠桿平衡，可能操作有些麻煩，若另一端用彈簧測力計豎直向下拉的方法做實驗，這樣只要確定測力計的位置，通過改變力的大小便可很快使杠桿在水平位置平衡，更加方便．

故答案為：（1）左；（2）便於測量力臂；（3）是；實驗中測出了3組數據進行分析；（4）確定動力作用點後，可以通過改變拉力的大小使杠桿更快地在水平方向平衡．

⑦ 小明利用杠桿做了兩個小實驗：A：「探究杠桿的平衡條件」（1）當桿杠靜止在圖（甲）所示的位置時，桿杠處


A、（1）如圖（甲）杠桿處於靜止狀態，所以杠桿處於平衡狀態．但是杠桿右端上翹，沒有在水平位置平衡，調節兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便於測出力臂大小．
（2）改變支點兩側的鉤碼位置和個數，一般要做三次實驗，得到三組數據並進行分析，得出的實驗結論具有普遍性，避免偶然性．
（3）力臂等於支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，拉力的方向與杠桿不垂直，力臂不等於從杠桿標尺刻度上直接讀出的，因此測出的拉力大小與杠桿平衡條件不相符，從杠桿上直接讀取不是拉力的力臂．
B、（1）有用功為W 有 =Gh 2 =2mgh 2 ，總功W 總 =F 1 h 1 ，則機械效率的表達式η=
W 有
W 總
×100%=
2mg h 2
F 1 h 1
×100%．
（2）鉤碼的懸掛點在B點時，由杠杠的平衡條件得F 1 ?OA=G?OB；懸掛點移至C點時，由杠杠的平衡條件得F 2 ?OA=G?OC；從圖中可以看出，由OB到OC力臂變大，所以彈簧測力計的示數變大，有用功不變，但杠桿提升的高度減小，額外功減小，又因為總功等於額外功與有用功之和，因此此次彈簧測力計做的功將小於第一次做的功．
（3）因為第一次與第二次的有用功相等，並且第二次的額外功小，因為機械效率等於有用功與總功的比值，因此第一次的機械效率小於第二次的機械效率；
將3隻鉤碼懸掛在C點時，物體升高的高度不變，物重增加，由W 有 =Gh 2 可得，有用功變大，但杠桿提升的高度與第二次相同，額外功與第二次相同，又因為機械效率等於有用功與總功的比值，因此第三次的機械效率大於第二次的機械效率．
綜上所述，第三次的機械效率最大．
故答案為：
A、（1）平衡；左；（2）便於測出力臂大小；（3）從杠桿上直接讀取不是拉力的力臂．
B、（1）
2mg h 2
F 1 h 1
×100%；（2）大於；小於；（3）最大．

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